摘要：中央空调的诸多组成部分中，风机和水泵是空调制冷的关键部分，同时这两个部分也是中央空调耗能最严重的部分，而根据现今的技术发展而出现的变频控制，能够很好的适合风机水泵，并能够大幅度的减少耗能。本文通过分析风机水泵的工作过程，对风机水泵的变频控制进行阐述。
关键词：中央空调；变频控制；节能
随着国民经济的发展、人民生活水平的提高，空调应用日益广泛。在各类建筑物中，中央空调已是现代建筑创造舒适高效的工作和生活环境所不可缺少的重要基础设施，已成为现代建筑的重要标志之一。然而，空调系统用电量在总用电量中的比例也在不断上升，中央空调用电量的激增已经引起了电网供电紧张。在能源日益紧缺的当今社会，对空调进行节能是一个很热门的话题。虽然目前市面上的空调节能技术很多，但绝大多数都是针对空调主机进行节能，而忽视了空调的其它两个重要组成部分—风机和水泵的节能潜力。
1 中央空调风机水泵分析
1.1 风机水泵的工作过程
一般情况下，现有的中央空调主要是依靠着水循环来进行降温的。将原本设定好温度的冷却水流到制冷装置中，等温度升高后，再将升温后的水流回水泵中等待降温，然后再次循环。回流的水的温度就是室内的温度。当室内温度降低到与冷却水温度相似时，由于水泵等设备依旧在运行，但此时已经不能够再降低室温了，就会产生许多的超负荷并进行了许多的无用功，浪费了大量的能源。因此在这个过程中，结合上变频控制水泵和风机的工作，通过改变频率来控制水泵和风机的工作情况，当温度降低的时候，降低工作频率，进入待机模式，减少能量的损耗。通过将变频控制与风机和水泵结合不仅可正常的制冷，同时还能够使能量的损耗降低。同时，为了更好的进行制冷，应该稳定冷却水的进入和出来的温差，这样不仅能准确的反应室内温度的高低，同时还能够减少消耗，稳定的控制制冷。
1.2 风机水泵的变频控制
风机和水泵在全国的各种行业都有广泛的应用，并且因为风机和水泵的控制简单、方便实行等特点而备受欢迎。在传统的应用中，对于风机水泵这类的电气控制的机械一般采用恒定的交流电控制，这样的控制方法可以使风机水泵一直维持在高负荷的工作状态，为风机水泵本身制造了大量的负荷，严重影响了风机水泵的使用寿命。而如今，将变频控制与风机水泵结合后，还是与原来一样，并不关闭机器，但是因为变频控制的问题使设备会在不需要的时候降低工作频率，并使设备进入待机状态，让设备本身能够进行休息，同时也使得设备能够进行更加精密的调控，在不需要所有的设备都运行的时候，通过变频控制可以仅仅使部分设备进行工作，满足使用的需求。变频控制不仅在日常的工作中对风机水泵进行了维护，并且对比传统的控制方式，变频控制更加的节省能源。在出现一些比较异常的天气，如雷雨天的时候，变频控制能够在雷雨天降低频率，更好的减少危害的发生，延缓设备老化，增加设备的使用寿命。
2 风机水泵的节能问题
2.1 影响节能的因素
我国一直都坚持可持续发展战略，因此节能环保也是我们的一大热点关注问题。对于经常与设备打交道的人们来说，想要节能似乎是一件十分困难的事情，以中央空调为例，影响节能的因素主要如下：首先有人为的因素和机器自身的因素。对于许多的员工来说，公司用电反正是公家的不需要自己付出任何的东西，不用白不用，因此大多数时候并没有记住节能这一思想，反而大量的使用能源同时还浪费着能源，在不需要的时候也将设备打开消耗电量。很多的厂家在生产设备的时候很少考虑到节能的因素，因此生产出来的设备组合起来后有许多的时候会因为运转而消耗大量的能量，并且设备本身的能量利用率并不高，有许多的能量尚未被利用就已经消失了。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时还存在着设备选型不当的问题，对于任何一个工厂或者公司来说，设备的选型不当都是十分严重的一个问题。型号错误的设备，不仅会让最终的工作变得麻烦，而且还会消耗更多的能量来生产，并且在生产制造的过程中还会为设备本身带来超负荷，长期处于超负荷状态下的设备，使用寿命会直线降低。同时有些设备还存在着受季节变化印象的问题。
2.2 对节能的改造
首要就是要对员工的思想进行改造，让员工们认识到，浪费能源会对他们本身的利益也造成损害，让他们自觉去节约能源，并对公司的能源合理利用，使得他们在不需要的时候及时关闭设备。同时在采购相应的设备的时候，要选择有节能标识的设备，采买节能设备虽然价格略高，但是节能设备本身对于能量的利用率要远高于普通设备，并且对于能量的消耗要远低于普通设备。在购买设备的时候要认真阅读设备的型号以及特点，选择适合自己需求的合适型号的设备，不能仅凭价格来进行选择。同时要注意季节的变化对于设备的影响，并找出相应的规律，找出季节变化对设备影响的因素是温度、湿度或者其他，并对这些不利因素进行改善，最终营造出一个适合设备运行的环境。
3 变频控制节能策略
中央空调系统的能耗由冷水机组电耗及冷水泵、冷却水泵和冷却塔风机的电耗构成。如果各冷水末端用户都有良好的自动控制，而冷水机组的制冷量必须满足用户的需要，那么节能就要靠调节冷水机组运行数量，提高其COP 值，降低冷水泵、冷却水泵及冷却塔风机电耗来获得。有两种方法可以达到最大限度的节能效果。
（1）通常冷水机组根据负荷变化，自动调节电机的输出功率，制冷效率有一个最佳的工作条件，即有一个最佳转速，此时，压缩机的工作效率最高。在该工况下，加入变频技术，改变压缩机的转速，就会使压缩机偏离最佳工作条件，降低工作效率。以往，大型中央空调系统中冷水机组通常不采用变频调速控制。但随着科技的不断发展，未来冷水机组压缩机采用变频调速将可以提高机组部分负荷工作时的性能指标，同时变频驱动机组启动电流不会超过机组的满负荷时的工作电流，可减少设备投资，延长设备寿命。目前中央空调的变频技术主要仅应用于冷水泵、冷却水泵以及冷却塔风机。风机、水泵负载转速n 与流量Q、扬程h、功率N 有如下关系：
（n1 / n2）3 =（Q1/Q2）3 = N1/N2
（n1 / n2）2 = h1 / h2
在理论上，转速下降到额定转速的1/2 时，流量下降到额定流量的1/2，扬程下降到额定扬程的1/4，而消耗的功率却是额定功率的1/8，故节能效果显著。若水泵或风机的特性与管道阻力特性不相匹配，则节能效果就差些。
（2）由多台冷水机组、冷水泵、冷却水泵、冷却塔风机的并联系统，通过冷水机等设备的台数控制来满足空调冷负荷，并及时响应空调冷负荷的变化，实现冷水机房的供冷量与末端用户的实际需冷量的匹配，在满足空调负荷的前提下通过负荷预测和优化控制以提高系统的运行效率。
中央空调本身是一个十分复杂的系统，通过对中央空调的各个部分进行拆分然后分析改造，最终形成组装成一个高科技的节能的中央空调。文章选择了中央空调中的风机和水泵，通过变频控制，增加整个设备的稳定性和耐受性，即使用寿命增加，对待特殊情况的容忍度增加。然后对设备进行节能改造，减少整体的风机和水泵对能量的消耗，节约资源。改善了设备的运行方式，使设备整体更加符合现如今的社会发展水平，让设备摆脱原本的传统的运行方式，使设备运行更加流畅。
参考文献：
［1］刘旭东，叶明哲．浅谈变频调速在空调中的应用［J］.高新技术企业，2014（18）：30-33．
［2］邹玉东． PLC 控制中央空调水泵变频调速系统的设计［J］.农业科技与装备，2013（2）：37-39．
论文作者:庄大臻
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/9/11
标签：水泵论文; 风机论文; 设备论文; 节能论文; 中央空调论文; 工作论文; 能量论文; 《基层建设》2018年第21期论文;